JP2013051161A - Display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make respective organic EL elements for emitting light of different colors efficiently emit light in a display device including a light-emitting layer formed in common for the organic EL elements, without providing a charge-blocking layer between light-emitting layers.SOLUTION: A first light-emitting layer 13G of a first organic EL element 3G is formed in common for a second organic EL element 3R. A second light-emitting layer 13R of the second organic EL element 3R is arranged on the anode 15 side so as to be in contact with the first light-emitting layer 13G. The second light-emitting layer 13R is a hole-trapping light-emitting layer.

Description

有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関する。   The present invention relates to a display device including an organic EL element.

近年盛んに開発されている有機ＥＬ素子は、陽極と、少なくとも発光層を含む有機化合物と、陰極と、が積層された構成を成している。また、赤、緑、青の三色の有機ＥＬ素子を用いた多色表示装置では、赤、緑、青それぞれの発光層が各色の画素形状に合わせたパターニング用の金属マスクを用いて真空蒸着されるのが一般的な製造方法である。   An organic EL element that has been actively developed in recent years has a configuration in which an anode, an organic compound including at least a light emitting layer, and a cathode are laminated. In addition, in a multicolor display device using organic EL elements of three colors of red, green, and blue, vacuum deposition is performed using a metal mask for patterning in which each light emitting layer of red, green, and blue is matched to the pixel shape of each color. It is a common manufacturing method.

表示装置における画素サイズの微細化が進み、画素形状に合わせたパターニング用の金属マスクも高精細なものになっている。その結果、高精細な金属マスクの製造および維持管理が困難になっている。   As the pixel size of display devices is miniaturized, a metal mask for patterning according to the pixel shape has become high definition. As a result, it is difficult to manufacture and maintain a high-definition metal mask.

特許文献１では、青色発光層を画素領域の全面に渡って形成し、赤発光層および緑色発光層は青色発光層の上層に積層して形成される構成が開示されている。青色発光層に関しては高精細マスクを使用することなく画素領域の全面に形成することで、パターニング用の金属マスクの使用回数を減らし、且つ、発光効率の低い青色の画素面積を大きくすることにより、表示装置の寿命を改善することができるとしている。   Patent Document 1 discloses a configuration in which a blue light-emitting layer is formed over the entire pixel region, and a red light-emitting layer and a green light-emitting layer are stacked on the blue light-emitting layer. By forming the blue light-emitting layer on the entire surface of the pixel region without using a high-definition mask, by reducing the number of times the metal mask for patterning is used and increasing the blue pixel area with low luminous efficiency, The life of the display device can be improved.

上記構成では、赤色および緑色の有機ＥＬ素子において、画素領域全面に形成された青色発光層は発光させずに、積層された赤色および緑色発光層のみを発光させる必要がある。しかし、赤色発光層や緑色発光層の構成によっては、赤色発光層、緑色発光層内を電子が通り抜けて、青色発光層まで電子が漏れ、青色発光層が発光してしまい、赤色発光層および緑色発光層を効率よく発光させることが困難な場合がある。   In the above configuration, in the red and green organic EL elements, it is necessary to emit only the stacked red and green light emitting layers without emitting the blue light emitting layer formed on the entire pixel region. However, depending on the configuration of the red light emitting layer and the green light emitting layer, electrons pass through the red light emitting layer and the green light emitting layer, the electrons leak to the blue light emitting layer, and the blue light emitting layer emits light. It may be difficult to cause the light emitting layer to emit light efficiently.

また、特許文献１では、赤色発光層と青色発光層の間、および緑色発光層と青色発光層の間に電子阻止層を設けてもよいことが開示されているが、電子阻止層などの電荷阻止層を設ける構成では素子の駆動電圧が上昇してしまう。   Patent Document 1 discloses that an electron blocking layer may be provided between the red light emitting layer and the blue light emitting layer and between the green light emitting layer and the blue light emitting layer. In the configuration in which the blocking layer is provided, the drive voltage of the element increases.

特開２００７−０６６８６２号公報JP 2007-066862 A

本発明は、異なる色を発する有機ＥＬ素子に共通に形成された発光層を有する表示装置において、電荷阻止層を発光層間に設けずに、各有機ＥＬ素子を効率よく発光させることを課題とする。   It is an object of the present invention to efficiently emit light from each organic EL element without providing a charge blocking layer between the light emitting layers in a display device having a light emitting layer formed in common for organic EL elements emitting different colors. .

本発明は、第１の色を発する第１の有機ＥＬ素子と、前記第１の色とは異なる第２の色を発する第２の有機ＥＬ素子と、を有し、前記有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間にある発光層とを備えている表示装置であって、前記第１の有機ＥＬ素子の第１の発光層は、前記第２の有機ＥＬ素子に共通に形成されており、前記第２の有機ＥＬ素子の第２の発光層は、前記第１の発光層に接しかつ、前記第１の発光層よりも前記陽極側に形成されており、前記第２の発光層は、ホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の関係式（Ａ）及び（Ｂ）を満たすように構成されていることを特徴とする表示装置。
｜ＨＯＭＯＤ２｜＜｜ＨＯＭＯＨ２｜ ・・・（Ａ）
｜ＨＯＭＯＨ２｜−｜ＨＯＭＯＤ２｜＞｜ＬＵＭＯＤ２｜−｜ＬＵＭＯＨ２｜ ・・・（Ｂ）
ここで、ＬＵＭＯＨ２、ＨＯＭＯＨ２はそれぞれ、前記第２の発光層に含まれる前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表し、ＬＵＭＯＤ２、ＨＯＭＯＤ２はそれぞれ、前記第２の発光層に含まれる前記発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。 The present invention includes a first organic EL element that emits a first color and a second organic EL element that emits a second color different from the first color, and the organic EL element includes: A display device comprising an anode, a cathode, and a light-emitting layer between the anode and the cathode, wherein the first light-emitting layer of the first organic EL element is the second organic EL The second light emitting layer of the second organic EL element is in contact with the first light emitting layer and is formed on the anode side with respect to the first light emitting layer. The second light emitting layer includes a host material and a light emitting dopant material, and is configured to satisfy the following relational expressions (A) and (B).
| HOMO D2 | <| HOMO H2 | (A)
| HOMO H2 |-| HOMO D2 |> | LUMO D2 |-| LUMO H2 | (B)
Here, LUMO H2 and HOMO H2 respectively represent the LUMO level energy and HOMO level energy of the host material contained in the second light emitting layer, and LUMO D2 and HOMO D2 respectively represent the second light emitting layer. Represents the LUMO level energy and HOMO level energy of the light-emitting dopant material contained in.

本発明は、異なる色を発する有機ＥＬ素子に共通に形成された発光層を有する表示装置において、電荷阻止層を発光層間に設けずに、各有機ＥＬ素子を効率よく発光させることができる。   According to the present invention, in a display device having a light emitting layer formed in common for organic EL elements that emit different colors, each organic EL element can emit light efficiently without providing a charge blocking layer between the light emitting layers.

第１の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of a display device according to the first embodiment 第１の実施形態に係る第２の有機ＥＬ素子の発光層のエネルギーバンドを示す模式図The schematic diagram which shows the energy band of the light emitting layer of the 2nd organic EL element which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図The schematic diagram which shows an example of the display apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る第３の有機ＥＬ素子の発光層のエネルギーバンドを示す模式図The schematic diagram which shows the energy band of the light emitting layer of the 3rd organic EL element which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の表示装置について、実施形態を挙げて図面を参照して説明する。尚、本明細書で特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また以下に説明する実施の形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, the display device of the present invention will be described with reference to the drawings by way of embodiments. In addition, the well-known or well-known technique of the said technical field is applied regarding the part which is not illustrated or described in particular in this specification. The embodiment described below is one embodiment of the invention and is not limited thereto.

特に、以下の実施形態では、第１の色、第２の色、第３の色をそれぞれ緑色、赤色、青色としている。また、第１の有機ＥＬ素子、第２の有機ＥＬ素子、第３の有機ＥＬ素子をそれぞれ、緑色の有機ＥＬ素子、赤色の有機ＥＬ素子、青色の有機ＥＬ素子としている。また、第１の発光層、第２の発光層、第３の発光層をそれぞれ緑色の発光層、赤色の発光層、青色の発光層としている。しかし、本発明は、この構成に限られるものではない。   In particular, in the following embodiments, the first color, the second color, and the third color are green, red, and blue, respectively. In addition, the first organic EL element, the second organic EL element, and the third organic EL element are a green organic EL element, a red organic EL element, and a blue organic EL element, respectively. The first light emitting layer, the second light emitting layer, and the third light emitting layer are a green light emitting layer, a red light emitting layer, and a blue light emitting layer, respectively. However, the present invention is not limited to this configuration.

（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態に係る表示装置を示す斜視模式図である。本実施形態の表示装置は、有機ＥＬ素子を備える画素１を複数有している。そして、複数の画素１はマトリックス状に配置され、表示領域２を形成している。なお、画素とは１つの発光素子の発光領域に対応した領域を意味している。本実施形態の表示装置では、発光素子は有機ＥＬ素子であり、画素１のそれぞれに１つの色の有機ＥＬ素子が配置されている。有機ＥＬ素子の発光色としては、赤色、緑色、青色、黄色、シアン、マゼンタ、白色などが挙げられる。また、本実施形態の表示装置には、発光色の異なる複数の画素（例えば赤色を発する画素、緑色を発する画素、及び青色を発する画素）からなる画素ユニットが複数配列されている。画素ユニットとは、各画素の混色によって所望の色の発光を可能とする最小の単位を示す。 (First embodiment)
FIG. 1A is a schematic perspective view illustrating the display device according to the first embodiment. The display device of this embodiment has a plurality of pixels 1 each including an organic EL element. The plurality of pixels 1 are arranged in a matrix and form a display area 2. Note that a pixel means a region corresponding to a light emitting region of one light emitting element. In the display device according to the present embodiment, the light emitting element is an organic EL element, and one color organic EL element is disposed in each pixel 1. Examples of the emission color of the organic EL element include red, green, blue, yellow, cyan, magenta, and white. In the display device of this embodiment, a plurality of pixel units each including a plurality of pixels having different emission colors (for example, a pixel that emits red, a pixel that emits green, and a pixel that emits blue) are arranged. The pixel unit is a minimum unit that enables light emission of a desired color by mixing colors of pixels.

図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ｂ線における部分断面模式図である。画素１は、基板１０上に、陽極１１と、正孔輸送層１２と、有機化合物を含む発光層１３Ｒ（１３Ｇ，１３Ｂ）と、電子輸送層１４と、陰極１５と、を備える有機ＥＬ素子３Ｒ（３Ｇ，３Ｂ）からなる。なお、有機ＥＬ素子３Ｒは、赤色を発する有機ＥＬ素子であり、素子内の赤色発光層１３Ｒが発光する。同様に、有機ＥＬ素子３Ｇ，３Ｂは、それぞれ緑色を発する有機ＥＬ素子、青色を発する有機ＥＬ素子であり、それぞれ素子内の緑色発光層１３Ｇ、青色発光層１３Ｂが発光する。   FIG. 1B is a schematic partial cross-sectional view taken along the line AB of FIG. The pixel 1 includes an anode 11, a hole transport layer 12, a light emitting layer 13 </ b> R (13 </ b> G, 13 </ b> B) containing an organic compound, an electron transport layer 14, and a cathode 15 on a substrate 10. (3G, 3B). The organic EL element 3R is an organic EL element that emits red light, and the red light emitting layer 13R in the element emits light. Similarly, the organic EL elements 3G and 3B are an organic EL element that emits green and an organic EL element that emits blue, respectively, and the green light emitting layer 13G and the blue light emitting layer 13B in the element emit light, respectively.

陽極１１は隣の画素の陽極１１と分離されて形成されており、陰極１５との異物によるショートを防ぐために、画素（より具体的には、陽極１１）間に絶縁層２０が設けられている。また、正孔輸送層１２、電子輸送層１４、陰極１５は、図１（ｂ）のように隣の画素と共通で形成されていてもよいし、画素毎にパターニングされて形成されてもよい。   The anode 11 is formed separately from the anode 11 of the adjacent pixel, and an insulating layer 20 is provided between the pixels (more specifically, the anode 11) in order to prevent a short circuit due to foreign matter with the cathode 15. . Further, the hole transport layer 12, the electron transport layer 14, and the cathode 15 may be formed in common with the adjacent pixel as shown in FIG. 1B, or may be formed by patterning for each pixel. .

各有機ＥＬ素子は、外部の酸素や水分が侵入しないように、封止キャップ３０によって封止されている。また、封止キャップ３０の内側には、乾燥剤が入れられている。   Each organic EL element is sealed with a sealing cap 30 so that external oxygen and moisture do not enter. A desiccant is placed inside the sealing cap 30.

本実施形態では、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇの緑色発光層１３Ｇが、有機ＥＬ素子３Ｒ，１３Ｇの領域にわたって一体で形成されており、いわゆる緑色発光層１３Ｇはコモン発光層となっている。この構成により、発光層をパターニングする高精細な金属マスクの使用回数を減らすことができる。   In the present embodiment, the green light emitting layer 13G of the green organic EL element 3G is integrally formed over the regions of the organic EL elements 3R and 13G, and the so-called green light emitting layer 13G is a common light emitting layer. With this configuration, it is possible to reduce the number of times of using a high-definition metal mask for patterning the light emitting layer.

さらに、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒにおいては、赤色発光層１３Ｒが緑色発光層１３Ｇに接して、緑色発光層１３Ｇの陽極１１側に配置されている。同様に、青色の有機ＥＬ素子３Ｂにおいては、青色発光層１３Ｂが緑色発光層１３Ｇに接して、緑色発光層１３Ｇの陽極１１側に配置されている。つまり、本実施形態では、赤色発光層１３Ｒとコモン発光層である緑色発光層１３Ｇとの間、青色発光層１３Ｂとコモン発光層である緑色発光層１３Ｇとの間に電荷阻止層を設けない構成である。   Further, in the red organic EL element 3R, the red light emitting layer 13R is in contact with the green light emitting layer 13G and is disposed on the anode 11 side of the green light emitting layer 13G. Similarly, in the blue organic EL element 3B, the blue light emitting layer 13B is in contact with the green light emitting layer 13G and is disposed on the anode 11 side of the green light emitting layer 13G. That is, in the present embodiment, the charge blocking layer is not provided between the red light emitting layer 13R and the green light emitting layer 13G as the common light emitting layer, and between the blue light emitting layer 13B and the green light emitting layer 13G as the common light emitting layer. It is.

さらに、電荷阻止層を設けない構成でも、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、青色の有機ＥＬ素子３Ｂを効率よく発光させるために、赤色発光層１３Ｒ、青色発光層１３Ｂの構成を工夫している。すなわち、本実施形態では、赤色発光層１３Ｒはホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の関係式（１）及び（２）を満たすように構成されている。
｜ＨＯＭＯＤ２｜＜｜ＨＯＭＯＨ２｜ ・・・（１）
｜ＨＯＭＯＨ２｜−｜ＨＯＭＯＤ２｜＞｜ＬＵＭＯＤ２｜−｜ＬＵＭＯＨ２｜ ・・・（２）
ここで、ＬＵＭＯＨ２、ＨＯＭＯＨ２はそれぞれ、赤色発光層１３Ｒに含まれるホスト材料のＬＵＭＯ（最低空軌道）準位エネルギー、ＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位エネルギーを表している。また、ＬＵＭＯＤ２、ＨＯＭＯＤ２はそれぞれ、赤色発光層１３Ｒに含まれる発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。 Further, even in the configuration without the charge blocking layer, the configurations of the red light emitting layer 13R and the blue light emitting layer 13B are devised in order to efficiently emit the red organic EL element 3R and the blue organic EL element 3B. That is, in the present embodiment, the red light emitting layer 13R includes the host material and the light emitting dopant material, and is configured to satisfy the following relational expressions (1) and (2).
| HOMO D2 | <| HOMO H2 | (1)
| HOMO H2 |-| HOMO D2 |> | LUMO D2 |-| LUMO H2 | (2)
Here, LUMO H2 and HOMO H2 represent the LUMO (lowest empty orbital) level energy and HOMO (highest occupied orbital) level energy of the host material included in the red light emitting layer 13R, respectively. LUMO D2 and HOMO D2 represent the LUMO level energy and the HOMO level energy of the light emitting dopant material included in the red light emitting layer 13R, respectively.

また、同様に、青色発光層１３Ｂはホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の関係式（３）及び（４）を満たすように構成されている。
｜ＨＯＭＯＤ３｜＜｜ＨＯＭＯＨ３｜ ・・・（３）
｜ＨＯＭＯＨ３｜−｜ＨＯＭＯＤ３｜＞｜ＬＵＭＯＤ３｜−｜ＬＵＭＯＨ３｜ ・・・（４）
ここで、ＬＵＭＯＨ３、ＨＯＭＯＨ３はそれぞれ、青色発光層１３Ｂに含まれるホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。また、ＬＵＭＯＤ３、ＨＯＭＯＤ３はそれぞれ、青色発光層１３Ｂに含まれる発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。 Similarly, the blue light emitting layer 13B includes a host material and a light emitting dopant material, and is configured to satisfy the following relational expressions (3) and (4).
| HOMO D3 | <| HOMO H3 | (3)
| HOMO H3 |-| HOMO D3 |> | LUMO D3 |-| LUMO H3 | (4)
Here, LUMO H3 and HOMO H3 represent the LUMO level energy and HOMO level energy of the host material contained in the blue light emitting layer 13B, respectively. LUMO D3 and HOMO D3 represent the LUMO level energy and HOMO level energy of the light emitting dopant material contained in the blue light emitting layer 13B, respectively.

図２は、関係式（１）及び（２）を満たす赤色発光層１３Ｒ、もしくは関係式（３）及び（４）を満たす青色発光層１３Ｂのエネルギーバンドを示している。なお、図２において、ＬＵＭＯＤとあるのは、ＬＵＭＯＤ２もしくはＬＵＭＯＤ３を表しており、”２”や”３”の添え字は省略しており、以下の説明でも省略する。また、ＨＯＭＯＤ等も同様である。 FIG. 2 shows an energy band of the red light emitting layer 13R satisfying the relational expressions (1) and (2) or the blue light emitting layer 13B satisfying the relational expressions (3) and (4). In FIG. 2, LUMO D represents LUMO D2 or LUMO D3 , and the subscripts “2” and “3” are omitted, and will be omitted in the following description. The same applies HOMO D like.

図２（ａ）では、発光ドーパント材料のＨＯＭＯＤの絶対値がホスト材料のＨＯＭＯＨの絶対値よりも小さい（｜ＨＯＭＯＤ｜＜｜ＨＯＭＯＨ｜）。このため、正孔輸送層１２から発光層１３Ｒ，１３Ｂに正孔が注入されると、正孔は発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位にトラップされ、発光層１３Ｒ，１３Ｂ内を移動してコモン発光層である緑色発光層１３Ｇに到達しにくくなる。一方、発光ドーパント材料のＬＵＭＯＤの絶対値がホスト材料のＬＵＭＯＨの絶対値よりも小さい（｜ＬＵＭＯＤ｜＜｜ＬＵＭＯＨ｜）。このため、緑色発光層１３Ｇから発光層１３Ｒ，１３Ｂに電子が注入されると、電子は発光ドーパント材料にトラップされることなく発光層１３Ｒ，１３Ｂを移動する。この結果として、発光層１３Ｒ，１３Ｂは正孔を移動させずに電子を移動させる、いわゆる正孔トラップ性の性質を有し、発光層１３Ｒ，１３Ｂ内で電子と正孔を効率よく再結合させ、その再結合エネルギーを発光に利用することが可能になる。 In FIG. 2A, the absolute value of HOMO D of the light-emitting dopant material is smaller than the absolute value of HOMO H of the host material (| HOMO D | <| HOMO H |). For this reason, when holes are injected from the hole transport layer 12 into the light emitting layers 13R and 13B, the holes are trapped in the HOMO level of the light emitting dopant material, and move in the light emitting layers 13R and 13B to move into the common light emitting layer. It becomes difficult to reach the green light emitting layer 13G. On the other hand, the absolute value of LUMO D of the light emitting dopant material is smaller than the absolute value of LUMO H of the host material (| LUMO D | <| LUMO H |). Therefore, when electrons are injected from the green light emitting layer 13G to the light emitting layers 13R and 13B, the electrons move through the light emitting layers 13R and 13B without being trapped by the light emitting dopant material. As a result, the light emitting layers 13R and 13B have a so-called hole trapping property that moves electrons without moving holes, and efficiently recombines electrons and holes in the light emitting layers 13R and 13B. The recombination energy can be used for light emission.

図２（ｂ）では、図２（ａ）と同じく｜ＨＯＭＯＤ｜＜｜ＨＯＭＯＨ｜であるが、発光ドーパント材料のＬＵＭＯＤの絶対値がホスト材料のＬＵＭＯＨの絶対値よりも大きい（｜ＬＵＭＯＤ｜＞｜ＬＵＭＯＨ｜）。よって、緑色発光層１３Ｇから発光層１３Ｒ，１３Ｂに電子が注入されると、電子が発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位にトラップされやすくなる。しかし、正孔トラップ性の強さを表すエネルギー差｜ＨＯＭＯＨ｜−｜ＨＯＭＯＤ｜の方が、電子トラップ性の強さを表すエネルギー差｜ＬＵＭＯＤ｜−｜ＬＵＭＯＨ｜よりも大きい（｜ＨＯＭＯＨ｜−｜ＨＯＭＯＤ｜＞｜ＬＵＭＯＤ｜−｜ＬＵＭＯＨ｜）。よって結果として、発光層１３Ｒ，１３Ｂは正孔が移動しにくい正孔トラップ性の性質を有し、発光層１３Ｒ，１３Ｂ内で電子と正孔を効率よく再結合させることができる。 In FIG. 2B, as in FIG. 2A, | HOMO D | <| HOMO H |, but the absolute value of LUMO D of the light-emitting dopant material is larger than the absolute value of LUMO H of the host material (| LUMO D |> | LUMO H |). Therefore, when electrons are injected from the green light emitting layer 13G into the light emitting layers 13R and 13B, the electrons are easily trapped in the LUMO level of the light emitting dopant material. However, the energy difference | HOMO H | − | HOMO D | representing the strength of hole trapping is larger than the energy difference | LUMO D | − | LUMO H | representing the strength of electron trapping (| HOMO H | − | HOMO D |> | LUMO D | − | LUMO H |). Therefore, as a result, the light emitting layers 13R and 13B have a hole trapping property in which holes do not easily move, and electrons and holes can be efficiently recombined in the light emitting layers 13R and 13B.

また、より好ましくは図２（ａ）の構成であり、この場合、赤色発光層１３Ｒは下記の関係式（５）を、青色発光層１３Ｂは下記の関係式（６）をそれぞれ満たしている。
｜ＬＵＭＯＤ２｜＜｜ＬＵＭＯＨ２｜＜｜ＨＯＭＯＤ２｜＜｜ＨＯＭＯＨ２｜ ・・・（５）
｜ＬＵＭＯＤ３｜＜｜ＬＵＭＯＨ３｜＜｜ＨＯＭＯＤ３｜＜｜ＨＯＭＯＨ３｜ ・・・（６）
このように、コモン発光層である緑色発光層１３Ｇに接して陽極１１側に形成された発光層１３Ｒ，１３Ｂが上記の関係式をみたすことによって、コモン発光層への正孔漏れが防止され、有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇを効率よく発光させることができる。なお、コモン発光層と称してはいるが、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒおよび青色の有機ＥＬ素子３Ｂにおいては、コモン発光層は発光しない。本発明において、発光しないとは、全く発光しない、あるいは視認されない程度の強度でしか発光しないことをいう。 2A is more preferable. In this case, the red light emitting layer 13R satisfies the following relational expression (5), and the blue light emitting layer 13B satisfies the following relational expression (6).
| LUMO D2 | <| LUMO H2 | <| HOMO D2 | <| HOMO H2 | (5)
| LUMO D3 | <| LUMO H3 | <| HOMO D3 | <| HOMO H3 | (6)
Thus, when the light emitting layers 13R and 13B formed on the anode 11 side in contact with the green light emitting layer 13G that is the common light emitting layer satisfy the above relational expression, hole leakage to the common light emitting layer is prevented, The organic EL elements 3R and 3G can emit light efficiently. Although referred to as a common light emitting layer, the common light emitting layer does not emit light in the red organic EL element 3R and the blue organic EL element 3B. In the present invention, “does not emit light” means that no light is emitted or light is emitted only at an intensity that is not visually recognized.

本実施形態では、コモン発光層として緑色発光層１３Ｇを例に挙げたが、特にこれに限定されるものではない。コモン発光層として、青色発光層１３Ｂや赤色発光層１３Ｒなどの他の色の発光層を適用することもできる。例えば、青色発光層１３Ｂをコモン発光層とする場合には、赤色発光層１３Ｒが上記の関係式（１）および（２）を満たし、緑色発光層１３Ｇが上記の関係式（３）および（４）を満たすように構成されていればよい。   In the present embodiment, the green light emitting layer 13G is exemplified as the common light emitting layer, but the present invention is not particularly limited thereto. As the common light emitting layer, light emitting layers of other colors such as the blue light emitting layer 13B and the red light emitting layer 13R can be applied. For example, when the blue light emitting layer 13B is a common light emitting layer, the red light emitting layer 13R satisfies the above relational expressions (1) and (2), and the green light emitting layer 13G has the above relational expressions (3) and (4). It suffices to be configured so as to satisfy.

本実施形態は、基板１０側から陽極１１、正孔輸送層１２、発光層、電子輸送層１４、陰極１５の順で積層されているが、逆の構成、つまり、基板１０側から陰極１５、電子輸送層１４、発光層、正孔輸送層１２、陽極１１の順で積層されていてもよい。   In the present embodiment, the anode 11, the hole transport layer 12, the light emitting layer, the electron transport layer 14, and the cathode 15 are laminated in this order from the substrate 10 side, but the reverse configuration, that is, the cathode 15 from the substrate 10 side, The electron transport layer 14, the light emitting layer, the hole transport layer 12, and the anode 11 may be laminated in this order.

また、本発明の表示装置は、基板１０側から有機ＥＬ素子の光が出射されるボトムエミッション型の表示装置でもいいし、基板１０とは反対側から有機ＥＬ素子の光が出射されるトップエミッション型の表示装置であってもよい。   The display device of the present invention may be a bottom emission type display device in which the light of the organic EL element is emitted from the substrate 10 side, or the top emission in which the light of the organic EL element is emitted from the side opposite to the substrate 10. Type display device.

次に、各部材に関して具体的に説明する。   Next, each member will be specifically described.

基板１０は、ガラス、プラスチック等の絶縁性の基板や、シリコン基板などを用いることができる。また、基板１０は、トランジスタやＭＩＭ素子等のスイッチング素子が上記絶縁性の基板等に形成されていてもよい。また、その場合には、基板１０には、スイッチング素子の凹凸を平坦化するための平坦化膜を有していてもよい。   As the substrate 10, an insulating substrate such as glass or plastic, a silicon substrate, or the like can be used. In addition, the substrate 10 may have a switching element such as a transistor or an MIM element formed on the insulating substrate. In that case, the substrate 10 may have a planarization film for planarizing the unevenness of the switching elements.

陽極１１および陰極１５は、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛などの透明酸化物導電層や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｃｓなどの金属単体やそれらの合金からなる金属層などを用いることができる。さらには、陽極１１および陰極１５は、透明酸化物導電層と金属層の積層膜や、複数の金属層の積層膜で構成されていてもよい。   The anode 11 and the cathode 15 are transparent oxide conductive layers such as tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, and indium zinc oxide, and simple metals such as Al, Ag, Cr, Ti, Mo, W, Au, Mg, and Cs. Or a metal layer made of an alloy thereof. Furthermore, the anode 11 and the cathode 15 may be composed of a laminated film of a transparent oxide conductive layer and a metal layer, or a laminated film of a plurality of metal layers.

正孔輸送層１２は、正孔注入性、正孔輸送性を備える有機化合物の単層又は複数の層からなる。一方、電子輸送層１４は、電子注入性、電子輸送性を備える有機化合物の単層又は複数の層からなる。また、必要に応じて、正孔輸送層１２として、発光層から陽極１１側に電子が移動するのを抑制するために、電子阻止層を設けることもできる。また、電子輸送層１４として、正孔阻止層を設けることもできる。また、正孔輸送層１２、電子輸送層１４として、発光層で発生した励起子の拡散を抑制するための励起子阻止層を設けることもできる。なお、正孔輸送層１２と電子輸送層１４は、必須ではなく、有機ＥＬ素子の構成によってはなくてもよい。   The hole transport layer 12 includes a single layer or a plurality of layers of an organic compound having a hole injection property and a hole transport property. On the other hand, the electron transport layer 14 is composed of a single layer or a plurality of layers of an organic compound having an electron injection property and an electron transport property. Further, if necessary, an electron blocking layer can be provided as the hole transport layer 12 in order to suppress the movement of electrons from the light emitting layer to the anode 11 side. In addition, a hole blocking layer can be provided as the electron transport layer 14. In addition, as the hole transport layer 12 and the electron transport layer 14, an exciton blocking layer for suppressing diffusion of excitons generated in the light emitting layer can be provided. Note that the hole transport layer 12 and the electron transport layer 14 are not essential, and may be omitted depending on the configuration of the organic EL element.

発光層としては、特に制限はなく公知の材料を適用することが可能である。また、発光ドーパント材料は、蛍光材料、燐光材料のどちらでもよい。また、コモン発光層である緑色発光層１３Ｇは、発光材料のみで構成されていてもよいし、発光ドーパント材料とホスト材料との混合層であってもよい。また、発光層は、ホスト材料と発光ドーパント材料の他に、アシストドーパント材料を含んでいてもよい。また、本発明において、ホスト材料とは、発光層内の成分のうち最も重量成分が多い材料のことをいう。   There is no restriction | limiting in particular as a light emitting layer, It is possible to apply a well-known material. The light emitting dopant material may be either a fluorescent material or a phosphorescent material. Further, the green light emitting layer 13G that is a common light emitting layer may be composed of only a light emitting material, or may be a mixed layer of a light emitting dopant material and a host material. The light emitting layer may contain an assist dopant material in addition to the host material and the light emitting dopant material. In the present invention, the host material means a material having the largest weight component among the components in the light emitting layer.

絶縁層２０としては、アクリル樹脂や、ポリイミド樹脂などの樹脂材料、窒化珪素などの無機材料を用いることができ、また樹脂材料と無機材料との積層膜も用いることができる。また、絶縁層２０は必須ではなく、陽極１１と陰極１５とがショートしない構成であればなくてもよい。   As the insulating layer 20, a resin material such as an acrylic resin or a polyimide resin, an inorganic material such as silicon nitride, or a laminated film of a resin material and an inorganic material can be used. Further, the insulating layer 20 is not essential, and may be omitted as long as the anode 11 and the cathode 15 are not short-circuited.

封止キャップ３０としては、ガラスやプラスチックなどのキャップ上の部材を用いることができる。また、封止キャップ３０は、例えばガラス板などの板状の部材と、この部材と基板１０とを接着するために表示領域２の周囲に配置されたシール剤と、で構成されてもよい。また、封止キャップ３０と有機ＥＬ素子の陰極１５との間の空間は、窒素やアルゴン等のガスが封入されていてもよいし、アクリル樹脂などの樹脂材料で充填されていてもよい。   As the sealing cap 30, a member on a cap such as glass or plastic can be used. Further, the sealing cap 30 may be configured by a plate-like member such as a glass plate and a sealing agent disposed around the display region 2 in order to bond the member and the substrate 10. Further, the space between the sealing cap 30 and the cathode 15 of the organic EL element may be filled with a gas such as nitrogen or argon, or may be filled with a resin material such as acrylic resin.

有機ＥＬ素子を封止する構成であればどんなものでもよく、封止キャップ３０の代わりに、有機ＥＬ素子の陰極１５上に、窒化珪素や酸化珪素、酸化アルミナなどの無機材料からなる封止膜が配置された構成でもよい。さらに封止膜は、２層以上の無機材料からなる積層膜で構成されていてもよし、無機材料と樹脂材料の積層膜で構成されていてもよい。   Any structure may be used as long as the organic EL element is sealed. Instead of the sealing cap 30, a sealing film made of an inorganic material such as silicon nitride, silicon oxide, or alumina oxide is formed on the cathode 15 of the organic EL element. May be arranged. Furthermore, the sealing film may be composed of a laminated film composed of two or more inorganic materials, or may be composed of a laminated film of an inorganic material and a resin material.

本発明の表示装置としては、テレビ受像機、パーソナルコンピュータの表示部に用いられる。他には、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置の表示部や電子ビューファインダに用いられてもよい。撮像装置は、撮像するための撮像光学系やＣＭＯＳセンサなどの撮像素子をさらに有している。   The display device of the present invention is used in a display unit of a television receiver or a personal computer. In addition, it may be used for a display unit or an electronic viewfinder of an imaging apparatus such as a digital camera or a digital video camera. The imaging device further includes an imaging optical system for imaging and an imaging element such as a CMOS sensor.

また、本実施形態の表示装置は、携帯電話の表示部、携帯ゲーム機の表示部等に用いられてもよいし、さらには、携帯音楽再生装置の表示部、携帯情報端末（ＰＤＡ）の表示部、カーナビゲーションシステムの表示部に用いられてもよい。   In addition, the display device of the present embodiment may be used for a display unit of a mobile phone, a display unit of a portable game machine, and the like, and further, a display unit of a portable music player, a display of a personal digital assistant (PDA) May be used for a display part of a car navigation system.

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態を表す部分断面模式図である。本実施形態は、赤色発光層１３Ｒが緑色発光層１３Ｇに接して陰極１５側に積層されて配置され、赤色発光層１３Ｒの構成が異なる以外は第１の実施形態と同様な構成である。 (Second Embodiment)
FIG. 3 is a partial cross-sectional schematic diagram showing the second embodiment of the present invention. This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the red light emitting layer 13R is disposed in contact with the green light emitting layer 13G and stacked on the cathode 15 side, and the configuration of the red light emitting layer 13R is different.

赤色発光層１３Ｒは、ホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の関係式（７）及び（８）を満たすように構成されている。
｜ＬＵＭＯＤ２｜＞｜ＬＵＭＯＨ２｜ ・・・（７）
｜ＬＵＭＯＤ２｜−｜ＬＵＭＯＨ２｜＞｜ＨＯＭＯＨ２｜−｜ＨＯＭＯＤ２｜ ・・・（８）
ここで、ＬＵＭＯＨ２、ＨＯＭＯＨ２はそれぞれ、赤色発光層１３Ｒに含まれるホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。また、ＬＵＭＯＤ２、ＨＯＭＯＤ２はそれぞれ、赤色発光層１３Ｒに含まれる発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。 The red light emitting layer 13R includes a host material and a light emitting dopant material, and is configured to satisfy the following relational expressions (7) and (8).
| LUMO D2 |> | LUMO H2 | (7)
| LUMO D2 |-| LUMO H2 |> | HOMO H2 |-| HOMO D2 | (8)
Here, LUMO H2 and HOMO H2 represent the LUMO level energy and the HOMO level energy of the host material contained in the red light emitting layer 13R, respectively. LUMO D2 and HOMO D2 represent the LUMO level energy and the HOMO level energy of the light emitting dopant material included in the red light emitting layer 13R, respectively.

図４は、関係式（７）及び（８）を満たす赤色発光層１３Ｒのエネルギーバンド図を示している。なお、図４において、ＬＵＭＯＤとあるのは、ＬＵＭＯＤ２を表しており、”２”の添え字は省略しており、以下の説明でも省略する。また、ＨＯＭＯＤ等も同様である。 FIG. 4 shows an energy band diagram of the red light emitting layer 13R that satisfies the relational expressions (7) and (8). In FIG. 4, LUMO D represents LUMO D2 , and the subscript “2” is omitted, and is omitted in the following description. The same applies HOMO D like.

図４（ａ）では、ホスト材料のＬＵＭＯＤの絶対値が発光ドーパント材料のＬＵＭＯＨの絶対値よりも大きい（｜ＬＵＭＯＤ｜＞｜ＬＵＭＯＨ｜）。このため、電子輸送層１４から赤色発光層１３Ｒに電子が注入されると、電子は発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位にトラップされ、赤色発光層１３Ｒ内を移動してコモン発光層である緑色発光層１３Ｇに到達しにくくなる。一方、発光ドーパント材料のＨＯＭＯＤの絶対値がホスト材料のＨＯＭＯＨの絶対値よりも大きい（｜ＨＯＭＯＤ｜＞｜ＨＯＭＯＨ｜）。このため、緑色発光層１３Ｇから赤色発光層１３Ｒに正孔が注入された場合には正孔は発光ドーパントにトラップされることなく赤色発光層１３Ｒ内を移動する。この結果として、赤色発光層１３Ｒを電子を移動させずに正孔を移動させる、いわゆる電子トラップ性の性質を有し、赤色発光層１３Ｒ内で電子と正孔を効率よく再結合させ、その再結合エネルギーを発光に利用することが可能になる。 4A, the absolute value of LUMO D of the host material is larger than the absolute value of LUMO H of the light emitting dopant material (| LUMO D |> | LUMO H |). For this reason, when electrons are injected from the electron transport layer 14 into the red light emitting layer 13R, the electrons are trapped in the LUMO level of the light emitting dopant material and move in the red light emitting layer 13R to be a green light emitting layer which is a common light emitting layer. It becomes difficult to reach 13G. On the other hand, the absolute value of HOMO D of the light emitting dopant material is larger than the absolute value of HOMO H of the host material (| HOMO D |> | HOMO H |). Therefore, when holes are injected from the green light emitting layer 13G into the red light emitting layer 13R, the holes move in the red light emitting layer 13R without being trapped by the light emitting dopant. As a result, the red light emitting layer 13R has a so-called electron trapping property that moves holes without moving electrons, and efficiently recombines electrons and holes in the red light emitting layer 13R. The binding energy can be used for light emission.

図４（ｂ）では、図４（ａ）と同じく｜ＬＵＭＯＤ｜＞｜ＬＵＭＯＨ｜であるが、発光ドーパント材料のＨＯＭＯＤの絶対値の方がホスト材料のＨＯＭＯＨの絶対値よりも小さい（｜ＨＯＭＯＤ｜＜｜ＨＯＭＯＨ｜）。よって、緑色発光層１３Ｇから赤色発光層１３Ｒに正孔が注入された場合には正孔が発光ドーパントのＨＯＭＯ準位にトラップされやすくなる。しかし、電子トラップ性の強さを表すエネルギー差｜ＬＵＭＯＤ｜−｜ＬＵＭＯＨ｜の方が、正孔トラップ性の強さを表すエネルギー差｜ＨＯＭＯＨ｜−｜ＨＯＭＯＤ｜よりも大きい（｜ＬＵＭＯＤ｜−｜ＬＵＭＯＨ｜＞｜ＨＯＭＯＨ｜−｜ＨＯＭＯＤ｜）。よって結果として、赤色発光層１３Ｒは電子が移動しにくい電子トラップ性の性質を有し、赤色発光層１３Ｒ内で電子と正孔を効率よく再結合させることができる。 In FIG. 4 (b), similarly to FIG. 4 (a) | LUMO D | > | LUMO H | is a Trip absolute value of HOMO D of the light-emitting dopant material is smaller than the absolute value of the HOMO H of the host material (| HOMO D | <| HOMO H |). Therefore, when holes are injected from the green light emitting layer 13G into the red light emitting layer 13R, the holes are easily trapped in the HOMO level of the light emitting dopant. However, the energy difference | LUMO D | − | LUMO H | representing the strength of electron trapping is larger than the energy difference | HOMO H | − | HOMO D | representing the strength of hole trapping (| LUMO D | − | LUMO H |> | HOMO H | − | HOMO D |). Therefore, as a result, the red light emitting layer 13R has an electron trapping property in which electrons do not easily move, and electrons and holes can be efficiently recombined in the red light emitting layer 13R.

また、より好ましくは図４（ａ）の構成であり、この場合、赤色発光層１３Ｒは下記の関係式（９）を満たしている。
｜ＨＯＭＯＤ２｜＞｜ＨＯＭＯＨ２｜＞｜ＬＵＭＯＤ２｜＞｜ＬＵＭＯＨ２｜ ・・・（９）
なお、本実施形態において、青色発光層１３Ｂは、第１の実施形態と同様に関係式（３）及び（４）を満たすように構成されている。 4A is more preferable, and in this case, the red light emitting layer 13R satisfies the following relational expression (9).
| HOMO D2 |> | HOMO H2 |> | LUMO D2 |> | LUMO H2 | (9)
In the present embodiment, the blue light emitting layer 13B is configured to satisfy the relational expressions (3) and (4) as in the first embodiment.

このため、青色の有機ＥＬ素子３Ｂにおいては、青色発光層１３Ｂが正孔トラップ性を有することによって、青色発光層１３Ｂの陰極１５側に配置されたコモン発光層への正孔漏れが防止され、効率よく青色の有機ＥＬ素子３Ｂが発光する。また、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒにおいては、赤色発光層１３Ｒが電子トラップ性を有することによって、赤色発光層１３Ｒの陽極１１側に配置されたコモン発光層への電子漏れが防止され、効率よく赤色の有機ＥＬ素子３Ｒが発光する。   For this reason, in the blue organic EL element 3B, the blue light emitting layer 13B has a hole trapping property, so that hole leakage to the common light emitting layer disposed on the cathode 15 side of the blue light emitting layer 13B is prevented. The blue organic EL element 3B emits light efficiently. Further, in the red organic EL element 3R, the red light emitting layer 13R has an electron trapping property, so that electron leakage to the common light emitting layer disposed on the anode 11 side of the red light emitting layer 13R is prevented, and the red color is efficiently red. The organic EL element 3R emits light.

本実施形態では、コモン発光層として緑色発光層１３Ｇを例に挙げたが、特にこれに限定されるものではない。コモン発光層として、青色発光層１３Ｂや赤色発光層１３Ｒなどの他の色の発光層を適用することもできる。例えば、青色発光層１３Ｂをコモン発光層とする場合には、緑色発光層１３Ｇが上記の関係式（３）および（４）を満たし、赤色発光層１３Ｇが上記の関係式（７）および（８）を満たすように構成されていればよい。   In the present embodiment, the green light emitting layer 13G is exemplified as the common light emitting layer, but the present invention is not particularly limited thereto. As the common light emitting layer, light emitting layers of other colors such as the blue light emitting layer 13B and the red light emitting layer 13R can be applied. For example, when the blue light emitting layer 13B is a common light emitting layer, the green light emitting layer 13G satisfies the above relational expressions (3) and (4), and the red light emitting layer 13G has the above relational expressions (7) and (8). It suffices to be configured so as to satisfy.

また、赤色発光層１３Ｒがコモン発光層の陰極１５側に配置され、青色発光層１３Ｂがコモン発光層の陽極１１側に配置された例を示したが、赤色発光層１３Ｒがコモン発光層の陽極１１側、青色発光層１３Ｂがコモン発光層の陰極１５側に配置されていてもよい。この場合、赤色発光層１３Ｒが上記の関係式（１）及び（２）を満たし、青色発光層１３Ｂが上記の関係式（７）および（８）を満たせばよい。   Moreover, although the red light emitting layer 13R is disposed on the cathode 15 side of the common light emitting layer and the blue light emitting layer 13B is disposed on the anode 11 side of the common light emitting layer, the red light emitting layer 13R is the anode of the common light emitting layer. The blue light emitting layer 13B on the 11th side may be disposed on the cathode 15 side of the common light emitting layer. In this case, the red light emitting layer 13R may satisfy the above relational expressions (1) and (2), and the blue light emitting layer 13B may satisfy the above relational expressions (7) and (8).

本実施形態は、基板１０側から陽極１１、正孔輸送層１２、発光層、電子輸送層１４、陰極１５の順で積層されているが、逆の構成でもよい。   In the present embodiment, the anode 11, the hole transport layer 12, the light emitting layer, the electron transport layer 14, and the cathode 15 are stacked in this order from the substrate 10 side, but the reverse configuration may be used.

また、本発明の表示装置は、基板１０側から有機ＥＬ素子の光が出射されるボトムエミッション型の表示装置でもいいし、基板１０とは反対側から有機ＥＬ素子の光が出射されるトップエミッション型の表示装置であってもよい。   The display device of the present invention may be a bottom emission type display device in which the light of the organic EL element is emitted from the substrate 10 side, or the top emission in which the light of the organic EL element is emitted from the side opposite to the substrate 10. Type display device.

本実施例におけるＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位エネルギーは、光電子分光法（ＡＣ−２ 理研機器製）を用いて測定した。また、ＬＵＭＯ（最低空軌道）準位エネルギーは、ＨＯＭＯ準位エネルギーから紫外・可視分光法（ＵＶ／ＶＩＳ Ｖ−５６０ 日本分光製）を用いて測定した吸収スペクトルの吸収端から求めたバンドギャップを差し引いて算出した。   The HOMO (maximum occupied orbit) level energy in this example was measured using photoelectron spectroscopy (AC-2, manufactured by Riken Kikai Co., Ltd.). The LUMO (lowest orbital) level energy is the band gap obtained from the absorption edge of the absorption spectrum measured from the HOMO level energy using ultraviolet / visible spectroscopy (UV / VIS V-560 manufactured by JASCO Corporation). Calculated by subtracting.

（実施例１）
図１に示す構成の表示装置を作製した。本実施例は、第１の実施形態に対応している。また、本実施例は、基板１０側の面から光を取り出すボトムエミッション型の表示装置である。 Example 1
A display device having the configuration shown in FIG. 1 was produced. This example corresponds to the first embodiment. In addition, this embodiment is a bottom emission type display device that extracts light from the surface on the substrate 10 side.

まず、ガラス基板上に低温ポリシリコンＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を形成し、その上に窒化珪素からなる層間絶縁膜とアクリル樹脂からなる平坦化膜を形成して、図１（ａ）に示す基板１０を作製した。この基板１０上にＩＴＯ膜をスパッタリング法にて１００ｎｍの厚さで形成した。続いて、ＩＴＯ膜を画素毎にパターニングして陽極１１を形成した。   First, a low-temperature polysilicon TFT (thin film transistor) is formed on a glass substrate, and an interlayer insulating film made of silicon nitride and a planarizing film made of acrylic resin are formed thereon, and the substrate 10 shown in FIG. Produced. An ITO film having a thickness of 100 nm was formed on the substrate 10 by sputtering. Subsequently, the anode 11 was formed by patterning the ITO film for each pixel.

陽極１１の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法によりパターニングして絶縁層２０を形成した。次に、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄して煮沸洗浄後に乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した後、以下の有機化合物層を真空蒸着法により下記の構成で成膜した。   An acrylic resin was formed on the anode 11 by spin coating, and the insulating layer 20 was formed by patterning the acrylic resin by a lithography method. Next, it was ultrasonically washed with isopropyl alcohol (IPA), boiled and washed. Further, after UV / ozone cleaning, the following organic compound layers were formed by the vacuum deposition method with the following configuration.

まず、表示領域２の全体に化合物１を６０ｎｍの厚さで蒸着して、共通の正孔輸送層１２を成膜した。   First, Compound 1 was deposited on the entire display region 2 to a thickness of 60 nm to form a common hole transport layer 12.

Figure 2013051161
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次に、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒの画素に対応する位置に、化合物２で表されるホスト材料と化合物３で表される赤色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９６：４）して、膜厚２０ｎｍの赤色発光層１３Ｒをマスクで成膜した。また同様にして、青色の有機ＥＬ素子３Ｂの画素に対応する位置に、化合物４で表されるホスト材料と化合物５で表される青色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９５：５）して、膜厚２０ｎｍの青色発光層１３Ｂをマスクで成膜した。   Next, a host material represented by Compound 2 and a red light-emitting dopant material represented by Compound 3 are co-evaporated (volume ratio 96: 4) at positions corresponding to the pixels of the red organic EL element 3R. A red light emitting layer 13R having a thickness of 20 nm was formed using a mask. Similarly, a host material represented by Compound 4 and a blue light-emitting dopant material represented by Compound 5 are co-evaporated (volume ratio 95: 5) at positions corresponding to the pixels of the blue organic EL element 3B. Thus, a blue light emitting layer 13B having a thickness of 20 nm was formed using a mask.

なお、赤色発光層１３Ｒのホスト材料である化合物２のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、５．７７ｅＶ、２．７７ｅＶであった。また、赤色発光層１３Ｒの赤色発光ドーパント材料である化合物３のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、５．１６ｅＶ、２．９６ｅＶであった。   The HOMO level energy and the LUMO level energy of Compound 2 which is the host material of the red light emitting layer 13R were 5.77 eV and 2.77 eV, respectively. Moreover, the HOMO level energy and the LUMO level energy of the compound 3 which is a red light emitting dopant material of the red light emitting layer 13R were 5.16 eV and 2.96 eV, respectively.

また、青色発光層１３Ｂのホスト材料である化合物４のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、５．７２ｅＶ、２．７７ｅＶであった。青色発光層１３Ｂの青色発光ドーパント材料である化合物５のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、５．３６ｅＶ、２．４９ｅＶであった。   In addition, the HOMO level energy and the LUMO level energy of Compound 4 which is the host material of the blue light emitting layer 13B were 5.72 eV and 2.77 eV, respectively. The HOMO level energy and the LUMO level energy of Compound 5, which is the blue light emitting dopant material of the blue light emitting layer 13B, were 5.36 eV and 2.49 eV, respectively.

Figure 2013051161
Figure 2013051161

次に、化合物６で表されるホスト材料と化合物７で表される緑色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９８：２）して、膜厚２０ｎｍの緑色発光層１３Ｇを表示領域２の全面にわたって成膜した。   Next, a host material represented by Compound 6 and a green light-emitting dopant material represented by Compound 7 are co-evaporated (volume ratio 98: 2) to form a green light-emitting layer 13G having a thickness of 20 nm on the entire surface of the display region 2. A film was formed over the entire area.

Figure 2013051161
Figure 2013051161

次に、表示領域２の全体に化合物８を１０ｎｍの厚さで蒸着して、共通のホールブロック層を成膜した（不図示）。続いて、表示領域２の全体に化合物９を３０ｎｍの厚さで蒸着して、共通の電子輸送層１４を成膜した。   Next, the compound 8 was vapor-deposited with a thickness of 10 nm on the entire display region 2 to form a common hole blocking layer (not shown). Subsequently, the compound 9 was deposited to a thickness of 30 nm on the entire display region 2 to form a common electron transport layer 14.

Figure 2013051161
Figure 2013051161

次に、表示領域２の全体にフッ化リチウム（ＬｉＦ）の薄膜を０．５ｎｍの厚さで蒸着し電子注入層（不図示）を形成した後、アルミニウム金属を１００ｎｍの厚さで蒸着して、陰極１５を成膜した。最後に、窒素雰囲気中のグローブボックスにおいて、乾燥剤を入れた封止キャップ３０により表示領域２の全体を封止した。   Next, a thin film of lithium fluoride (LiF) is deposited on the entire display region 2 to a thickness of 0.5 nm to form an electron injection layer (not shown), and then aluminum metal is deposited to a thickness of 100 nm. A cathode 15 was formed. Finally, the entire display region 2 was sealed with a sealing cap 30 containing a desiccant in a glove box in a nitrogen atmosphere.

赤色発光層１３Ｒは、関係式（１）及び（２）を、青色発光層１３Ｂは、関係式（３）及び（４）を満たすような正孔トラップ性の発光層であった。   The red light emitting layer 13R was a hole trapping light emitting layer satisfying the relational expressions (1) and (2), and the blue light emitting layer 13B was a hole trapping light emitting layer satisfying the relational expressions (3) and (4).

このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと、青色の有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれが良好な赤色発光、緑色発光、青色発光の発光特性を示した。 The characteristics of the display device thus obtained were evaluated. When a desired current is passed through each pixel,
Each of the red organic EL element 3R, the green organic EL element 3G, and the blue organic EL element 3B exhibited good emission characteristics of red light emission, green light emission, and blue light emission.

（比較例１）
本比較例は、赤色発光層１３Ｒと青色発光層１３Ｂの構成以外は実施例１と同様の表示装置を作製した。 (Comparative Example 1)
In this comparative example, a display device similar to that of Example 1 was manufactured except for the configuration of the red light emitting layer 13R and the blue light emitting layer 13B.

赤色発光層１３Ｒは、化合物１０で表されるホスト材料と化合物１１で表される赤色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９９：１）して、膜厚２０ｎｍに成膜した。また青色発光層１３Ｂは、化合物１２で表されるホスト材料と化合物１３で表される青色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９５：５）して、膜厚２０ｎｍに成膜した。   The red light emitting layer 13R was formed into a film having a thickness of 20 nm by co-evaporating a host material represented by Compound 10 and a red light emitting dopant material represented by Compound 11 (volume ratio 99: 1). The blue light-emitting layer 13B was formed to a thickness of 20 nm by co-evaporating a host material represented by the compound 12 and a blue light-emitting dopant material represented by the compound 13 (volume ratio 95: 5).

なお、赤色発光層１３Ｒのホスト材料である化合物１０のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、５．５０ｅＶ、２．９６ｅＶであった。また、赤色発光層１３Ｒの赤色発光ドーパント材料である化合物１１のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、５．３９ｅＶ、３．２２ｅＶであった。   The HOMO level energy and the LUMO level energy of the compound 10 which is the host material of the red light emitting layer 13R were 5.50 eV and 2.96 eV, respectively. Moreover, the HOMO level energy and LUMO level energy of the compound 11 which is a red light emitting dopant material of the red light emitting layer 13R were 5.39 eV and 3.22 eV, respectively.

また、青色発光層１３Ｂのホスト材料である化合物１２のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、５．６８ｅＶ、２．７４ｅＶであった。青色発光層１３Ｂの青色発光ドーパント材料である化合物１３のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、５．８１ｅＶ、２．９３ｅＶであった。   Further, the HOMO level energy and the LUMO level energy of the compound 12, which is the host material of the blue light emitting layer 13B, were 5.68 eV and 2.74 eV, respectively. The HOMO level energy and LUMO level energy of the compound 13, which is the blue light emitting dopant material of the blue light emitting layer 13B, were 5.81 eV and 2.93 eV, respectively.

Figure 2013051161
Figure 2013051161

このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇに関しては良好な緑色発光の特性を示した。しかし、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと青色の有機ＥＬ素子３Ｂに関しては、単色の赤色発光と青色発光の特性が得られずに、それぞれ緑色発光の成分が混ざった不十分な発光特性を示した。   The characteristics of the display device thus obtained were evaluated. When a desired current was applied to each pixel, the green organic EL element 3G exhibited good green light emission characteristics. However, regarding the red organic EL element 3R and the blue organic EL element 3B, the characteristics of monochromatic red light emission and blue light emission were not obtained, and the respective green light emission components were mixed and insufficient light emission characteristics were exhibited.

これは、赤色発光層１３Ｒと青色発光層１３Ｂの構成がそれぞれ、｜ＬＵＭＯＤ｜＞｜ＬＵＭＯＨ｜かつ、｜ＬＵＭＯＤ｜−｜ＬＵＭＯＨ｜＞｜ＨＯＭＯＨ｜−｜ＨＯＭＯＤ｜の関係を満たすような電子トラップ性の発光層であるからだと考える。つまり、赤色発光層１３Ｒと青色発光層１３Ｂからコモン発光層への正孔漏れが防止されず、赤色発光層１３Ｒおよび青色発光層１３Ｂ内で電子と正孔が効率よく再結合できなかったと考える。 This is because the configurations of the red light emitting layer 13R and the blue light emitting layer 13B are | LUMO D |> | LUMO H | and | LUMO D |-| LUMO H |> | HOMO H |-| HOMO D | This is considered to be because it is a light-emitting layer with an electron trapping property that satisfies the requirements. That is, it is considered that hole leakage from the red light emitting layer 13R and the blue light emitting layer 13B to the common light emitting layer was not prevented, and electrons and holes could not be efficiently recombined in the red light emitting layer 13R and the blue light emitting layer 13B.

（実施例２）
図３に示す構成の有機ＥＬ素子が配置された表示装置を作製した。本実施例は、第２の実施形態に対応している。また、本実施例は、基板１０とは反対側の面から光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ素子である。 (Example 2)
A display device in which the organic EL element having the configuration shown in FIG. This example corresponds to the second embodiment. Further, the present embodiment is a top emission type organic EL element that extracts light from the surface opposite to the substrate 10.

本実施例は、陽極１１と陰極１５の構成、赤色発光層１３Ｒの構成と形成順序、電子注入層の構成が実施例１と異なっている。以下に実施例１とは異なる部分のみ説明する。   The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the anode 11 and the cathode 15, the configuration and order of formation of the red light emitting layer 13R, and the configuration of the electron injection layer. Only the parts different from the first embodiment will be described below.

陽極１１は、アルミニウム合金とＩＴＯ膜で構成されていた。具体的には、反射電極としてアルミニウム合金を２００ｎｍの厚さで成膜した後、ＩＴＯ膜を２０ｎｍの厚さで成膜し、アルミニウム合金とＩＴＯ膜を画素毎にパターニングして形成した。   The anode 11 was composed of an aluminum alloy and an ITO film. Specifically, after forming an aluminum alloy with a thickness of 200 nm as a reflective electrode, an ITO film was formed with a thickness of 20 nm, and the aluminum alloy and the ITO film were patterned for each pixel.

本実施例の赤色発光層１３Ｒは、緑色発光層１３Ｇに接して陰極１５側に形成した。具体的には、実施例１の有機化合物層を成膜する工程で、正孔輸送層１２を形成した後、緑色発光層１３Ｇを形成してから赤色発光層１３Ｒを成膜した。そして、赤色発光層１３Ｒは、上記の化合物１０で表されるホスト材料と上記の化合物１１で表される赤色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９９：１）して、膜厚２０ｎｍで成膜した。   The red light emitting layer 13R of this example was formed on the cathode 15 side in contact with the green light emitting layer 13G. Specifically, in the step of forming the organic compound layer of Example 1, after forming the hole transport layer 12, the green light emitting layer 13G was formed, and then the red light emitting layer 13R was formed. The red light emitting layer 13R is formed by co-evaporation (volume ratio 99: 1) of the host material represented by the compound 10 and the red light emitting dopant material represented by the compound 11 to a film thickness of 20 nm. Filmed.

電子注入層（不図示）は、電子輸送層１４の上に、上記の化合物９と炭酸セシウムをセシウム濃度が８．３ｗｔ％となるように共蒸着して厚さ６０ｎｍで成膜した。   An electron injection layer (not shown) was formed on the electron transport layer 14 by co-evaporating the compound 9 and cesium carbonate so that the cesium concentration was 8.3 wt%, and formed a film with a thickness of 60 nm.

陰極１５は、電子注入層の上に、スパッタリング法によりＩＺＯ膜を３０ｎｍの厚さで成膜した。   For the cathode 15, an IZO film having a thickness of 30 nm was formed on the electron injection layer by sputtering.

赤色発光層１３Ｒは、関係式（７）及び（８）を満たす電子トラップ性の発光層であり、青色発光層１３Ｂは、関係式（３）及び（４）を満たすような正孔トラップ性の発光層であった。   The red light emitting layer 13R is an electron trapping light emitting layer satisfying the relational expressions (7) and (8), and the blue light emitting layer 13B is a hole trapping substance satisfying the relational expressions (3) and (4). It was a light emitting layer.

このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと、青色の有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれが良好な赤色発光、緑色発光、青色発光の発光特性を示した。 The characteristics of the display device thus obtained were evaluated. When a desired current is passed through each pixel,
Each of the red organic EL element 3R, the green organic EL element 3G, and the blue organic EL element 3B exhibited good emission characteristics of red light emission, green light emission, and blue light emission.

（比較例２）
本比較例は、赤色発光層１３Ｒの構成以外は実施例２と同様の表示装置を作製した。
赤色発光層１３Ｒは、上記の化合物２のホスト材料と上記の化合物３の赤色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９６：４）して、膜厚２０ｎｍに成膜した。 (Comparative Example 2)
In this comparative example, a display device similar to that of Example 2 was manufactured except for the configuration of the red light emitting layer 13R.
The red light emitting layer 13R was formed into a film with a thickness of 20 nm by co-evaporating a host material of the above compound 2 and a red light emitting dopant material of the above compound 3 (volume ratio 96: 4).

このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと青色の有機ＥＬ素子３Ｂに関しては良好な緑色発光と青色発光の特性を示した。しかし、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒに関しては、単色の赤色発光の特性が得られずに、緑色発光の成分が混ざった不十分な発光特性を示した。   The characteristics of the display device thus obtained were evaluated. When a desired current was passed through each pixel, the green organic EL element 3G and the blue organic EL element 3B exhibited good green light emission and blue light emission characteristics. However, with respect to the red organic EL element 3R, the single-color red light emission characteristic was not obtained, and an insufficient light emission characteristic in which the green light emission component was mixed was exhibited.

これは、赤色発光層１３Ｒの構成が、｜ＨＯＭＯＤ｜＜｜ＨＯＭＯＨ｜かつ、｜ＨＯＭＯＨ｜−｜ＨＯＭＯＤ｜＞｜ＬＵＭＯＤ｜−｜ＬＵＭＯＨ｜の関係を満たすような正孔トラップ性の発光層であるからだと考える。つまり、赤色発光層１３Ｒの上層に配置されたコモン発光層への電子漏れが防止されず、赤色発光層１３Ｒ内で電子と正孔が効率よく再結合できなかったと考える。 This is a hole trap in which the configuration of the red light emitting layer 13R satisfies the relationship of | HOMO D | <| HOMO H | and | HOMO H | − | HOMO D |> | LUMO D | − | LUMO H |. This is considered to be because of the light emitting layer. That is, it is considered that electron leakage to the common light emitting layer disposed above the red light emitting layer 13R was not prevented, and electrons and holes could not be efficiently recombined in the red light emitting layer 13R.

３Ｒ 赤色の有機ＥＬ素子
３Ｇ 緑色の有機ＥＬ素子
３Ｂ 青色の有機ＥＬ素子
１１ 陽極
１３Ｒ 赤色発光層
１３Ｇ 緑色発光層
１３Ｂ 青色発光層
１５ 陰極 3R Red organic EL element 3G Green organic EL element 3B Blue organic EL element 11 Anode 13R Red light emitting layer 13G Green light emitting layer 13B Blue light emitting layer 15 Cathode

Claims (2)

第１の色を発する第１の有機ＥＬ素子と、前記第１の色とは異なる第２の色を発する第２の有機ＥＬ素子と、を有し、前記有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間にある発光層とを備えている表示装置であって、
前記第１の有機ＥＬ素子の第１の発光層は、前記第２の有機ＥＬ素子に共通に形成されており、
前記第２の有機ＥＬ素子の第２の発光層は、前記第１の発光層に接しかつ、前記第１の発光層よりも前記陽極側に形成されており、
前記第２の発光層は、ホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の関係式（Ａ）及び（Ｂ）を満たすように構成されていることを特徴とする表示装置。
｜ＨＯＭＯＤ２｜＜｜ＨＯＭＯＨ２｜ ・・・（Ａ）
｜ＨＯＭＯＨ２｜−｜ＨＯＭＯＤ２｜＞｜ＬＵＭＯＤ２｜−｜ＬＵＭＯＨ２｜ ・・・（Ｂ）
ここで、ＬＵＭＯＨ２、ＨＯＭＯＨ２はそれぞれ、前記第２の発光層に含まれる前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表し、ＬＵＭＯＤ２、ＨＯＭＯＤ２はそれぞれ、前記第２の発光層に含まれる前記発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。 A first organic EL element that emits a first color; and a second organic EL element that emits a second color different from the first color. The organic EL element includes an anode and a cathode And a display device comprising a light emitting layer between the anode and the cathode,
The first light emitting layer of the first organic EL element is formed in common with the second organic EL element,
The second light emitting layer of the second organic EL element is in contact with the first light emitting layer and is formed on the anode side with respect to the first light emitting layer,
The second light emitting layer includes a host material and a light emitting dopant material, and is configured to satisfy the following relational expressions (A) and (B).
| HOMO D2 | <| HOMO H2 | (A)
| HOMO H2 |-| HOMO D2 |> | LUMO D2 |-| LUMO H2 | (B)
Here, LUMO H2 and HOMO H2 respectively represent the LUMO level energy and HOMO level energy of the host material contained in the second light emitting layer, and LUMO D2 and HOMO D2 respectively represent the second light emitting layer. Represents the LUMO level energy and HOMO level energy of the light-emitting dopant material contained in. 前記第１の色と前記第２の色とは異なる第３の色を発する第３の有機ＥＬ素子を有し、
前記第１の発光層は、前記第３の有機ＥＬ素子に共通に形成されており、
前記第３の有機ＥＬ素子の第３の発光層は、前記第１の発光層に接しかつ、前記第１の発光層よりも前記陽極側に形成されており、
前記第３の発光層は、ホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の関係式（Ｃ）及び（Ｄ）を満たすように構成されていることを特徴とする表示装置。
｜ＨＯＭＯＤ３｜＜｜ＨＯＭＯＨ３｜ ・・・（Ｃ）
｜ＨＯＭＯＨ３｜−｜ＨＯＭＯＤ３｜＞｜ＬＵＭＯＤ３｜−｜ＬＵＭＯＨ３｜＜ ・・・（Ｄ）
ここで、ＬＵＭＯＨ３、ＨＯＭＯＨ３はそれぞれ、前記第３の発光層に含まれる前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表し、ＬＵＭＯＤ３、ＨＯＭＯＤ３はそれぞれ、前記第３の発光層に含まれる前記発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。 A third organic EL element that emits a third color different from the first color and the second color;
The first light emitting layer is formed in common with the third organic EL element,
The third light emitting layer of the third organic EL element is in contact with the first light emitting layer and is formed on the anode side with respect to the first light emitting layer,
The third light emitting layer includes a host material and a light emitting dopant material, and is configured to satisfy the following relational expressions (C) and (D).
| HOMO D3 | <| HOMO H3 | (C)
| HOMO H3 |-| HOMO D3 |> | LUMO D3 |-| LUMO H3 | <(D)
Here, LUMO H3 and HOMO H3 represent the LUMO level energy and HOMO level energy of the host material contained in the third light emitting layer, respectively, and LUMO D3 and HOMO D3 respectively represent the third light emitting layer. Represents the LUMO level energy and HOMO level energy of the light-emitting dopant material contained in.
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